1。引言················2002年中国提出两化融合发展思路，2012年提出两化深度融合，然后到2015年规划中国制造2025随着数字化、网络化、智能化的深入发展，中国正在快速向智能制造转型。·······随着信息安全上升为国家战略，国家将自主可控上升为国家战略高度。实时数据库系统作为基础软件，是工业领域信息化的核心基础软件，是智能制造的支撑软件之一，是新一代信息技术应用产业的关键环节之一。·······我国核心软硬件技术经过近几年的快速发展，已经相对成熟。龙芯、飞腾、兆芯等国产处理器已完成产业化，实现批量采购。麒麟等国产操作系统已广泛应用于各行业和国家重点部门，基础软件和芯片国产化进程加快。紫金桥跨平台实时数据库RealHistorian由紫金桥公司自主研发，拥有完全自主知识产权。已成功应用于民用船舶、军工等多个国家重点领域，得到了用户的一致认可和好评。二、产品概述········RealHistorian是工业领域信息化的核心基础软件，是大数据、云计算、物联网等行业的核心支撑软件。在国家“两化融合”的号召下，紫金桥软件凭借多年的开发经验和大量的用户反馈，精心打造了紫金桥的跨平台实时数据库RealHistorian，积极响应Madein中国2025和现阶段深入贯彻国家规划纲要，帮助传统企业进行“智能化改造”，实现数字化、智能化生产，助力国家智能制造的腾飞。·······RealHistorian是一个基于C/S和B/S结构的实时数据库集成应用平台。支持智能手机、平板等移动设备浏览，有效提高智能设备的自动化水平和可操作性，为实际操作提供便利。········RealHistorian是一款真正独立的跨平台软件，可以与国产操作系统（如麒麟系列）和国产硬件（以龙芯、飞腾、兆芯等为代表的CPU）完美结合，大大扩展可广泛应用于国防信息化建设和国计民生行业，为民族工业保障一级信息安全，为我国国防安全和信息安全贡献力量，助力国产化关键数据生态系统。3、系统组成RealHistorian的核心模块包括IODriver（设备驱动）、IDE（开发环境）、View（运行环境）、DB（数据库）、WebServer（Web服务）、对外接口等，各个模块相互独立又相互关联，它们结合形成了紫金桥跨平台实时数据库RealHistorian。·······IODriver：RealHistorian的数据采集模块，是RealHistorian与外部设备的连接通道。通过IODriver，RealHistorian可以与生产现场链接。一方面，IODriver可以将实时数据采集到电脑中；另一方面，RealHistorian通过IODriver向IO设备发送相应的指令。·······IDE：RealHistorian集成开发环境，主要用于系统配置和配置。包括点位配置、设备配置、屏体配置、用户管理、安全设置、代码编辑编译等功能。·······View：RealHistorian的运行环境，是用户开发的应用系统的结果展示。可与终端用户交互，提供流程图展示、历史/实时趋势展示、历史/实时告警展示、报表等多种数据呈现方式。·······DB：是RealHistorian的数据处理核心，是系统的核心部分。一方面对系统的数据处理进行管理，如实时数据处理、历史数据存储、报警处理、统计数据管理等；一方面，它还为其他模块提供数据服务，如为View、IODriver、WebServer等提供各种服务。········WebServer：是为用户提供web服务的程序。用户可以通过各种浏览器访问项目运行画面和数据，通过互联网远程查看现场数据，及时了解生产情况。·······对外接口：提供多种开放接口，可实现与其他程序的动态数据交换。包括WebService、API、OPCServer、ModbusServer等。四、系统架构五、核心优势5.1跨平台支持能力········支持常用的Windows系列操作系统，支持国产麒麟系列操作系统，以及各种Linux桌面操作系统，如RedHat、Ubuntu、CentOS和各种Linux嵌入式操作系统。除了支持通用的Intel和AMD处理器外，还支持龙芯、兆芯、飞腾、神威、中智等国产处理器。·······软件本身具有跨平台能力，其制作的项目也具有跨平台应用能力。同一个项目可以复制到不同的操作系统直接运行，免去了操作系统、硬件等诸多限制带来的不便，即实现工程跨平台兼容。5.2海量数据处理能力····························································································································································································································································································································································单台容量服务器是衡量实时数据库的重要指标。紫金桥跨平台实时数据库系统采用高效的数据结构，单台服务器容量可达800万测点；每秒可存储100万个测点；客户端并发连接数可以超过1000；最小数据输入/输出处理周期可达10ms；历史存储精度最小分辨率可达1ms；数据下载速度在100ms以内；10000个位数占用内存在50M以内。5.3嵌入式系统支持能力……基于嵌入式芯片和操作系统的工业自动化设备将获得长足发展。目前，大量的32位和64位嵌入式微控制器将应用在应用中。网络化是提高生产效率和产品质量、减少人力资源的主要途径，如工业过程控制、交通管理、环境工程、电力系统、电网安全、电网设备监控、石油化工系统等。·······紫金桥跨平台实时数据库RealHistorian不仅可以实现大规模数据处理的云端部署，还可以完美支持嵌入式应用系统。系统采用可裁剪架构，具有良好的跨平台特性，可以适应多种不同配置的嵌入式设备和操作系统（嵌入式Linux、VxWorks、WinCE等）。方便没有嵌入式软件开发经验的用户使用RealHistorian在极短的时间内快速开发完成一个嵌入式系统，大大缩短嵌入式产品进入市场的速度。此外，产品具有丰富的人机界面、嵌入式WEB应用和满足特定需求的控制逻辑功能。同时可以存储相当数量的历史数据，完成现场工作站级计算机的功能。5.4多进程/多线程机制···········································································································································································································。并行计算现在在台式计算机中得到普及。只有充分利用多核CPU的性能，更好的发挥多核的优势，让每个核同时处理任务，提高系统利用率，实时数据库才能做到极致实时表现。·······RealHistorian采用多进程设计模式。数据库、集成开发环境、设备驱动程序、网络通信、实用工具、人机界面等程序是不同的进程，每个进程都使用多个线程来充分利用系统硬件资源。多进程模式将使系统更加稳定，因为进程运行在独立的地址空间，一个进程的错误不会影响到另一个进程。同时可以将不同的进程放在不同的机器上，使机器负载分配更合理，将重要的控制计算功能放在更安全的机器上。此外，由于每个进程功能单一，结构清晰，独立性强，调试维护更方便，能更好地保证数据的实时性和可靠性，适合大规模应用。5.5组网能力·······RealHistorian支持多级分布式部署，每个节点使用专用连接作为通信链路，快速构建分布式架构。运行紫金桥数据库的计算机是一台服务器，它从I/O设备或其他服务器收集数据，并对数据进行处理，为客户端提供数据。客户端主要是与用户交互的界面系统，包括流程图界面、数据查询、趋势分析等多种形式。它的数据来自服务器，数据以图形、报表或其他形式直观地提供给最终用户，并能与用户进行交互，响应其操作指令，与服务器进行通信。网络介质可以是以太网、串口网络、卫星网络等多种形式。5.6跨网连接···································································································································································································································································································································································一个固定的IP地址，而另一端没有固定的IP地址，或者双方都没有固定的IP地址，RealHistorian仍然可以提供网络连接功能。??????????????··························································································································································???????（适用于双方都没有固定IP的情况）5.7断点续传为了保证分布式系统的可靠性和数据的完整性，RealHistorian提供了断点续传功能。RealHistorian数据提供软件与数据采集软件通信时，如果网络出现故障，或者数据采集软件出现故障退出后重新启动，数据提供软件可以在断网或故障时临时存储历史数据，并在故障修复后，数据会自动恢复到数据采集端。5.8复用性·······一般实时数据库的复用率不高，尤其是在国内。但是复用的好处是可以获得更高的生产效率和后续成本的降低以及更高的软件质量，并且复用的正确使用还可以提高系统的可维护性。RealHistorian提供了良好的软件可重用性，主要体现在三个方面：代码重用、对象重用和窗口重用。········通过软件的自定义功能实现代码复用。您可以将一些常用的和通用的计算或操作定义为自定义函数，然后在脚本中引用它们。根据范围不同，自定义函数可以分为全局自定义函数和窗口自定义函数。函数只需要声明一次，可以多次复用，可以做到高内聚低耦合，利用模块化的思想让程序的结构更简洁，逻辑更清晰。通过软件的图形模板实现对象重用。对于需要大量形状相同但关联变量、方向、旋转角度等不同的图元的图形对象，可以先定义一个图形模板，然后在其中定义图元的形状、动画等属性。模板，并使用模板作为创建图形对象的模板。当需要修改图形时，只需要修改模板即可，大大减少了制作和修改图形的工作量。·······除了代码复用和对象复用，RealHistorian还支持窗口复用。对于一个在某个领域或行业深耕多年的企业来说，在多年的技术服务过程中，必然积累了相当数量的常用功能窗口。这些窗口将分布在以前的项目中。第一，很难找到，第二，在实施新项目时。还需要重新制作或复制这些窗口，非常繁琐。RealHistorian提供了窗口模板功能来解决此类问题。所有常用的窗口都可以制作成窗口模板。在新建类似窗口时，可以选择相应的窗口模板作为参考生成新窗口，然后在新窗口的基础上进行修改。窗口模板集中管理所有常用的窗口，形成一个模板窗口库。而且随着时间的推移，模??板库会越来越丰富，工程化制作也会越来越容易。5.9系统冗余···········································································································································································································································您可以指定一台机器作为主数据库，另一台机器作为热备数据库。双机热备库内容与主库内容实时同步，包括实时数据、历史数据、统计数据、操作事件、告警记录、各种配置文件的同步。双机热备库实时监控主库的状态，一旦发现主库停止响应，就会接管控制权。5.10支持64位系统········32位系统最大只支持4G内存，而64位系统可以进行更大范围的整数运算，支持更大的内存，最大可达128G。RealHistorian既能适配32位系统，又能完美支持64位系统。可以充分利用64位系统的计算优势和大内存管理能力，大大提高了RealHistorian的处理性能。5.11缓存机制·····································································································································································································RealHistorian主要有数据读写缓存和数据检索缓存。········为了解决磁盘IO的性能瓶颈，RealHistorian开放了缓存空间，将经常使用的数据放入缓存中。数据读取缓存是指应用程序首先检查数据是否存在于缓存中，然后直接使用。如果没有，它会从数据库中加载它并将其放入缓存中。下次访问时，直接从缓存中获取即可。数据写入缓存只有在数据更新时才写入缓存，然后后台队列检查缓存中数据的变化，然后按照一定的算法将数据写入后端数据库文件。·······为了提高数据检索的速度，RealHistorian采用了数据检索缓存机制。每次执行查询时，系统都会缓存结果集。下次执行同样的查询时，可以直接返回缓存中的结果集，减少数据检索响应时间。5.12Web发布········RealHistorian支持Web发布，采用最新的HTML5技术，结合Websocket和JS开发，将制作的工程发布到Intranet/Internet。HTML5技术是一种全新的网络发布方式，可以摆脱对平台的依赖，适应多种终端，非常适合与其他信息系统集成。WEB客户端无需下载任何插件，无需下载任何客户端软件，只需要支持HTML5的浏览器即可查看所有工程画面。这种发布技术可以适应所有操作系统。同时支持在智能手机等移动设备上在线浏览，效果与PC端相同。5.13系统安全·······RealHistorian采用多种方式保证开发系统和操作系统的安全。RealHistorian的安全性包括通过数据库用户在窗口和模块级别控制数据库访问和使用的机制。数据库用户是在数据库中定义的名称，是访问数据库中信息的令牌，是RealHistorian的基本访问控制机制。其操作权限机制采用用户组、用户、用户级别的概念来控制操作权限。·······一方面，系统可以识别试图访问的人，防止非法用户不正当访问系统。当然，退出系统时也需要进行身份验证；另一方面，可以根据实际需要自由设置各种对象的操作权限，使受保护的对象和数据只有具有相应权限的用户才能访问，防止数据被非法修改；另外，RealHistorians之间进行数据通信时，可以进行加密传输，防止消息被截获破解。5.14数据压缩·······RealHistorian采用线性拟合压缩算法。通过调整精度参数，可以控制误差的大小。精度值越小，误差越小，越能反映数据的真实情况。系统默认精度值为0.5，即最大误差为该值的0.5%。采用数据压缩技术，可以大大减少硬盘占用的空间，可以存储几十年的历史数据，为后续的数据分析提供坚实的数据基础。5.15历史数据回放历史数据回放是自动播放过去一段时间内某段时间内的流程图、趋势图、实时报表、实时报警中的数据，呈现历史数据变化过程。这一时期。历史数据回放可以指定时间段，指定历史数据回放时间间隔，暂停和恢复回放，进行快进和快退操作。通过历史数据回放，可以帮助技术人员快速识别事故数据和时间点，辅助优化和分析工艺流程，是工程监控不可或缺的重要工具。5.16二次开发·······RealHistorian提供多种开发包供用户进行二次开发，包括驱动开发包、组件开发包和子图开发包。·······RealHistorian提供了一个开放的驱动开发包，任何有经验的开发者都可以使用这个开发包来编译驱动，增加系统对新硬件的支持。为了简化驱动开发的难度和工作量，RealHistorian提供了驱动框架。驱动框架将通用功能与具体设备的实现部分分离，将通用功能部分放在一个独立的程序中，这就是调度器。有了调度器，驱动开发者不需要了解很多实现细节，只需要专注于通信协议的解析部分，大大提高了开发效率。·······RealHistorian的组件开发包提供了构建组件的基本框架、基本方法、数据存储、消息处理和数据库通信。开发者可以在组件以及定义组件的函数和属性中进行外观绘制、事件处理和数据通信。·······RealHistorian预设了数千张精美的立体效果子地图，涵盖各行各业，但仍无法完全覆盖所有需求。因此RealHistorian提供了自定义子图的功能，可以让用户无需编写代码即可快速完成子图的制作。自定义子图可以有效降低子图制作的技术门槛，节约成本，缩短工程制作时间，提高工作效率。5.17脚本语言·······································································。其二次开发功能，语法类似于BASIC语言和C语言。该脚本提供了基本的赋值语句、条件语句、多分支语句、循环语句和跳转语句等功能，以及大量的函数，包括数学函数、字符串操作函数和各种对象函数。RealHistorian提供了许多智能手段来辅助编写脚本。直观地选择需要的变量或对象，避免忘记变量或对象名称的麻烦；脚本助手以可视化的方式查找和选择所需的功能；同时提供以下三种智能提示：名称过滤：当用户输入任意字符（字符串）时，系统会在列表框中显示以该字符（字符串）开头的对象、函数和变量；名称提示：当用户输入“.”时在对象名称后，会自动显示列表框，列出该对象包含的所有对象、函数和属性；函数原型提示：如果选择了一个函数，系统会以提示信息的形式显示该函数的原型，包括函数的参数类型和个数。当函数的每个参数依次输入时，提示信息会将下一个输入参数的背景变为灰色，提示用户输入该参数的数据类型。5.18Built-inSQL(SQLandquerywizard)·····································································································································································································································>此外，实时数据库不同于传统意义上的关系数据库。实时数据库中数据的一个重要特性就是实时性。它的数据是一种时间序列数据，在大多数情况下它的值具有一定的连续性。由于实时数据库存储数据的特殊性，其内部数据存储结构不能以关系数据表的形式存储，增加了查询数据的难度。·······结构化查询语言是一种数据库查询和编程语言。它的描述性、灵活性和强大的功能使其成为批量查询和处理当前数据的通用语言。RealHistorian利用结构化查询语言，开发了适用于实时数据库数据查询的内置SQL查询功能。它遵循标准的SQL语言规范，遵循标准SQL查询的基本规则，为查询时序数据提供了相应的技术手段，丰富了数据查询手段，提高了批量数据查询的效率。·······虽然软件提供了内置的SQL查询功能，但是对于一些自动化工程师来说，要完全掌握SQL语法还是有难度的。为了简化构建SQL语句的复杂度，降低内置SQL查询的应用难度，RealHistorian提供了查询向导。应用可视化方式通过简单的一步步配置即可生成所需的SQL语句，查询向导可用于所有需要使用内置SQL的场景。6.系统环境6.1软件环境6.2硬件参考配置注：以上配置仅供参考，如果系统并发客户端较多，请适当增加系统配置。点击观看linux配置演示。可以加qq2653551899进行技术交流，第一时间获取最新软件和资讯。
